DE2901833A1

DE2901833A1 - Zweitaktmotor mit gleichstromspuelsystem

Info

Publication number: DE2901833A1
Application number: DE19792901833
Authority: DE
Inventors: Franz Ruppert
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-01-18
Filing date: 1979-01-18
Publication date: 1980-07-31

Description

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"Zweitaktmotor mit Gleichstromspülsystem"

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Die Erfindung betrifft einen Zweitaktmotor, bei dem das Spülverfahren nach dem Gleichstromprinzip arbeitet und bei dem die Spülkanäle durch den Arbeitskolben gesteuert werden.

Bei dem bekannten Gleichstromspülverfahren für Zweitaktmotore werden zur Steuerung der Auslaßkanäle Ventile oder

Drehschieber verwendet, die einen erheblichen Aufwand an mechanischen Stellgliedern darstellen und außerdem relativ störanfällig sind.

Des weiteren sind Zweitaktmotore bekannt, bei denen die Spülung nach dem Gegenstromprinzip arbeitet, wobei die Oberkante des Arbeitskolbens die am unteren Totpunkt im Zylinder angeordneten Spül- und Auspuffkanäle steuert.

. Diese Zweitaktmotoren haben aber den Nachteil, daß der Ladegrad mit steigender Drehzahl sehr stark abnimmt.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Zweitaktmotor vorzuschlagen, bei dem die günstige Gleichstromspülung eingesetzt werden kann und bei dem kein großer Aufwand an mechanischen Stellgliedern notwendig ist und bei dem ein größerer Ladegrad erreicht wird.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Arbeitskolben als Stufenkolben ausgebildet ist und der Aufsatz des Arbeitskolbens den Auslaßkanal steuert.

In vorteilhafter Ausführungsweise steuern die erste Kante des Arbeitskoibens die Spülkanäle und die zweite Kante des Arbeitskolbens den Auslaßkanal in Abhängigkeit des Kurbelwinkels. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der

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Aufsatz des Arbeitskolbens Ausbrüche auf, die insbesondere dadurch gebildet werden können, daß der obere Teil des Arbeitskolbens einen kreuzförmigen Querschnitt aufweist.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform münden ein oder mehrere Spülkanäle radial oder tangential mit rechteckigem oder ovalem Querschnitt in den Innenraum des Zylinders ein.

In vorteilhafter Ausführungsform ist der Auslaßkanal konzentrisch zum Zylinderinnenraum angeordnet und kann gleichzeitig als Führung für den oberen Teil des Arbeitskolbens ausgebildet sein.

Durch die Ausbildung des Arbeitskolbens als Stufenkolben ist die wirksame Kolbenfläche zum Ansaugen größer als die auf der Arbeitsseite, was sich durch folgenden mathematischen Nachweis ergibt.

Ansaugvolumen Va = -^- · H · 1Γ

D²-O² Arbeitsraumvolumen Vh - ——~ · H ^%TT

Daraus ist zu ersehen, daß auf der Ansaugseite die ganze Kolbenfläche wirksam ist, während auf der Verbrennungsraumseite der Arbeitsdruck auf eine Kreisringfläche wirkt. Dadurch steht durch die Erfindung gegenüber den bisherigen

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Motoren mit Kurbelkammerladepumpe ein größeres Volumen an Spülmedium pro Hub zur Verfügung, als an Hubraum vorhanden ist. In Verbindung mit der Gleichstromspülung wird hierbei

ein maximaler Ladegrad des ArbeitsZylinders erreicht.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. I zeigt schematisch einen Querschnitt durch den erfindungsgemäß en Motοr.

Fig. II zeigt eine Draufsicht im Schnitt gemäß Fig. I.

Fig. III zeigt schematisch einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zweitaktmotors.

Fig. IV zeigt eine Draufsicht im Schnitt auf eine Ausführungsform gemäß Fig. III.

Bei einem Zylinder 1 sind die einzelnen Kühlrippen mit 12 bezeichnet. Der Arbeitskolben 2 ist im Zylinder 1 mittels eines bekannten und nicht näher dargestellten Kurbeltriebs

mit Pleuel 13 bewegbar. Der Arbeitskolben 2 weist einen Ansatz 4 auf, so daß dieser erfindungsgemäß als sogenannter Stufenkolben ausgeführt ist. Der Durchmesser des Ansatzes 4 ist etwas kleiner als der im Zylinderkopf 15 vorgesehene

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Auslaßkanal 3> so daß dieser bei der Aufwärtsbewegung in den Auslaßkanal 3 eintauchen kann, und damit diesen verschließt.

Im Zylinderkopf 15 ist weiterhin in bekannter Weise eine Zündkerze 14 vorgesehen. Im unteren Bereich des Zylinders sind die Spülkanäle 5 vorgesehen.

Die Spülkanäle 5 können einen rechteckigen oder ovalen Querschnitt aufweisen. Des weiteren können diese radial oder tangential in den Innenraum 10 des Zylinders 1 geführt werden. Bei der tangentialen Anordnung kann eine bessere Verwirbelung und damit eine bessere Spülung erreicht werden.

Die Arbeitsweise ist nun folgende: Kurz vor Erreichen des unteren Totpunktes des Arbeitskolbens 2 im Zylinder 1 wird zunächst der konzentrisch zur Zylinderachse im Zylinderkopf 'befindliche Auslaßkanal 3 durch den konzentrisch auf dem Arbeitskolben 2 angebrachten zylindrischen Ansatz 4 geöffnet, so daß sich das verbrannte Gas entspannen kann. Kurz danach öffnen sich die von der Kolbenkante 7 gesteuerten Einlaßspülkanäle 5 und das im Kurbelgehäuse vorkomprimierte Spülmedium wird in den Arbeitsraum 10 des Zylinders 1 gedrückt. Dadurch wird der Rest des noch im Zylinder 1 vorhandenen verbrannten Gases von der frischen Ladung des Spülmediums in gleicher Richtung zum Auslaßkanal 3 verdrängt und aus dem Zylinder 1 ausgeschieden.

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Da der Arbeitskolben nun den unteren Totpunkt überwunden hat, bewegt er sich wieder aufwärts, wobei zuerst die Spülkanäle 5 und kurz danach der Auslaßknal 3 geschlossen wird. Die weiteren Vorgänge, wie Verdichten, Zünden und Expandieren erfolgen in bekannter Weise.

Die Steuervorgänge erfolgen in Abhängigkeit des Kurbelwinkels, des Kurbeltriebes 13 und ergeben ein symmetrisches Steuerdiagramm.

Um den Arbeitskolben 2 in dem Zylinder 1 besser zu führen, kann der Ansatz 4 langer ausgebildet sein und im oberen Bereich gemäß Fig. III und IV Ausbrüche 9 aufv/eisen, so daß der Arbeitskolben 2 bei der Abwärtsbewegung nicht ganz aus dem Auslaßkanal 3 herausgeführt wird.

Des weiteren können zur besseren Abdichtung in bekannter ¥eise Kolbenringe 11 im Arbeitskolben 2 vorgesehen sein.

Die Ausbrüche 9 können vorzugsweise dadurch erzielt werden, daß der Querschnitt des Ansatzes 4 des Arbeitskolbens 2 kreuzförmig ausgeführt ist.

Die Arbeitsweise ist bei dieser Ausführungsform wie bei der zuvor beschriebenen nur, daß die Gase aus den kreisausschnittförmigen Lücken 9 entweichen können.

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Claims

Patentansprüche:

Zweitaktmotor bei dem das Spülverfahren nach dem Gleichstromprinzip arbeitet und bei dem die Auspuff- und Spülkanäle durch den Arbeitskolben gesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitskolben als Stufenkolben (2) ausgebildet ist und der Aufsatz (4) des Stufenkdlbens (2) den Auslaßkanal (3) steuert.
2. Zweitaktmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kante (7) des Arbeitskolbens (2) die Spülkanäle (5) und die zweite Kante (8) des Arbeitskolbens

(2) den Auslaßkanal (3) in Abhängigkeit des Kurbelwinkels steuert.
3. Zweitaktmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufsatz (4) des Arbeitskolbens (2) Ausbrüche (9) aufv/eist.
4. Zweitaktmotor nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet,

daß die Ausbrüche (9) durch einen kreuzförmigen Querschnitt (6) des Aufsatzes (4) des Arbeitskolbens (2)

gebildet werden.
5. Zweitaktmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Spülkanäle (5) vorgesehen sind, die radial oder tangential mit rechteckigem oder ovalem Querschnitt in den Innenraum (10) des Zylinders (T) münden.
6. Zweitaktmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaßkanal (3) konzentrisch zum Zylinderinnen-

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- 2 raum (10) angeordnet ist.
7. Zweitaktmotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaßkanal (3) als Führung für den Aufsatz (4) des Arbeitskolbens (2) ausgebildet ist.

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